一种油浸式配电变压器的过载保护方法及装置与流程

本发明涉及电力，尤其涉及一种油浸式配电变压器的过载保护方法及装置。

背景技术：

1、油浸式配电变压器是将变压器铁芯绕组均安装于变压器油箱内，油箱内部充满绝缘油实现对变压器铁芯绕组的散热冷却与绝缘。当变压器过载运行、超出正常运行条件时，由保护装置断开变压器低压侧回路，实现对变压器的过载保护，从而防止绕组过热、绝缘老化、油质劣化及热击穿故障，保障设备安全与供电可靠性。

2、然而针对油浸式配电变压器的保护，现有过载保护方案主要分为两类：一类是通过在变压器外部加装低压断路器或熔断器，通过变压器低压侧回路的电流进行检测，并根据过载电流的持续时间通过断开低压侧回路以实现变压器保护动作；另一类是使用配变监测装置通过外部布置温度传感单元检测变压器运行温度，当变压器温度超过预设保护温度时，控制实现变压器保护动作。但此种方法单纯依赖于电流实现保护，由于油浸式变压器具有较好的散热作用，因此单纯的电流保护不能很好的利用油浸变压器的过载能力，对变压器的供电能力造成浪费，易导致变压器容量虚高，造成材料浪费；若单纯依赖于温度保护，则在过载电流很大时，其绕组回路受内阻影响快速升温，变压器绝缘油不能进行快速散热，造成绕组附近局部温度过高，其变压器外部配置配变监测装置无法实时感知到内部温度，其保护延后，导致绕组烧毁，损坏变压器。如申请号为cn202222721073.2的中国专利文献公开的一种具有保护机构的电源变压器即缺乏过载保护。因此，为解决上述技术问题，亟待提出一种油浸式配电变压器的过载保护方法及装置。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种油浸式配电变压器的过载保护方法及装置，旨在解决现有技术中纯电流保护无法适配油浸式变压器散热特性以及纯温度保护响应滞后的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种油浸式配电变压器的过载保护方法，其中，所述油浸式配电变压器的过载保护方法，包括以下步骤：

3、s1、实时采集变压器低压侧回路电流和变压器顶层绝缘油温度；

4、s2、预设与变压器规格匹配的第一过载电流阈值、第二过载电流阈值、第一过载温度阈值、第二过载温度阈值、第一过载时间阈值和第二过载时间阈值；其中，第一过载电流阈值小于第二过载电流阈值，第一过载温度阈值小于第二过载温度阈值，第一过载时间阈值大于第二过载时间阈值；

5、s3、若回路电流＞第一过载电流阈值，且回路电流≤第二过载电流阈值时，判定为低倍过载运行状态；若温度≥第一过载温度阈值，输出预警信号并启动过载计时；若过载计时≥第一过载时间阈值且第一过载温度阈值≤温度＜第二过载温度阈值，或温度≥第二过载温度阈值时，控制保护单元执行跳闸，断开变压器低压侧回路；

6、当回路电流＞第二过载电流阈值时，判定为高倍过载运行状态，输出预警信号并启动高倍过载计时，当高倍过载计时≥第二过载时间阈值时，控制保护单元执行跳闸，断开变压器低压侧回路。

7、优选方案之一，所述第一过载电流阈值和所述第二过载电流阈值根据变压器低压侧额定电流预先配置，且所述第一过载电流阈值小于第二过载电流阈值。

8、优选方案之一，所述第一过载温度阈值和所述第二过载温度阈值根据变压器绝缘耐受温度特性预先配置。

9、优选方案之一，所述第一过载时间阈值和所述第二过载时间阈值根据变压器的散热特性预先配置，且所述第一过载时间阈值大于所述第二过载时间阈值。

10、优选方案之一，所述低倍过载运行状态下的过载计时为：

11、

12、其中，为低倍过载运行状态下的过载计时，为第一过载时间阈值，为变压器第一性能系数，为变压器低压侧回路电流，为第一过载电流阈值，为第一过载温度阈值、为第二过载温度阈值。

13、优选方案之一，所述高倍过载运行状态下的高倍过载计时为：

14、

15、其中，为高倍过载运行状态下的高倍过载计时，为变压器第二性能系数，为第二过载电流阈值，为第二过载时间阈值，为变压器低压侧回路电流。

16、一种包括所述的一种油浸式配电变压器的过载保护方法的装置，包括：

17、温度传感单元、电流传感单元、控制管理单元、预警单元和保护单元；所述控制管理单元分别与温度传感单元、电流传感单元、预警单元和保护单元连接；

18、所述温度传感单元用于采集变压器顶层绝缘油温度；

19、所述电流传感单元用于采集变压器低压侧回路电流；

20、所述控制管理单元用于存储变压器保护运行参数，接收温度、电流数据并进行保护计算与判断，输出对应动作信号；

21、所述预警单元用于接收预警信号并输出预警指示；

22、所述保护单元用于接收跳闸信号并断开变压器低压侧回路。

23、优选方案之一，所述变压器保护运行参数包括与变压器规格匹配的第一过载电流阈值、第二过载电流阈值、第一过载温度阈值、第二过载温度阈值、第一过载时间阈值和第二过载时间阈值。

24、优选方案之一，所述第一过载电流阈值小于第二过载电流阈值，第一过载温度阈值小于第二过载温度阈值，第一过载时间阈值大于第二过载时间阈值。

25、优选方案之一，所述控制管理单元还用于在判定低倍过载且变压器顶层绝缘油温度≥第一过载温度阈值时，同步触发过载计时功能；以及用于判定高倍过载时，同步触发高倍过载计时功能。

26、本发明的上述技术方案中，该油浸式配电变压器的过载保护方法，包括以下步骤：实时采集变压器低压侧回路电流和变压器顶层绝缘油温度；预设与变压器规格匹配的第一过载电流阈值、第二过载电流阈值、第一过载温度阈值、第二过载温度阈值、第一过载时间阈值和第二过载时间阈值；其中，第一过载电流阈值小于第二过载电流阈值，第一过载温度阈值小于第二过载温度阈值，第一过载时间阈值大于第二过载时间阈值；若回路电流＞第一过载电流阈值，且回路电流≤第二过载电流阈值时，判定为低倍过载运行状态；若温度≥第一过载温度阈值，输出预警信号并启动过载计时；若过载计时≥第一过载时间阈值且第一过载温度阈值≤温度＜第二过载温度阈值，或温度≥第二过载温度阈值时，控制保护单元执行跳闸，断开变压器低压侧回路；当回路电流＞第二过载电流阈值时，判定为高倍过载运行状态，输出预警信号并启动高倍过载计时，当高倍过载计时≥第二过载时间阈值时，控制保护单元执行跳闸，断开变压器低压侧回路。本发明解决了现有技术中纯电流保护无法适配油浸式变压器散热特性以及纯温度保护响应滞后的技术问题。

27、在本发明中，预存与变压器规格匹配的多组阈值，可针对不同容量、工艺的油浸式变压器配置适配参数，避免通用参数导致的保护误动作，提升方案对不同场景的兼容性。

28、在本发明中，按电流区间划分为低倍过载运行状态和高倍过载运行状态，分别匹配不同的保护机制，低倍过载下允许短时超容运行，高倍过载下优先保障设备安全，平衡供电可靠性与设备寿命。

29、在本发明中，集成独立的预警单元，在判定过载时优先输出预警信号，可提前告知运维人员过载风险，便于提前转移负荷，减少非计划停电次数，提升供电可靠性。